MEC本地分流

ylallen

本地卸载数据处理

MEC接入位置为基站与核心网之间，对终端以及网络实现透明部署，用户无感知。MEC本地卸载处理的数据主要包含两部分：S1-MME接口用户信令（S1AP），S1-U接口用户数据（GTPU）。下图为MEC本地数据卸载整体示意图：

信令处理，无论是本地业务还是公网业务，终端用户的控制依然由核心网负责，从而保证了基于 MEC 的本地分流方案对现有网络和终端是透明的。对于信令的处理，MEC的dp（数据处理路由单元）单元解析数据包，进行分类，将协议为sctp的信令报文复制一份发给MEC的cp（信令处理单元）单元处理，原来的一份数据不做任何修改，直接透传给核心网或者基站。因此对于用户上网行为（注册、鉴权、移动等），MEC完全不会造成影响。MEC 平台需要对 S1-MME 接口部分控制信令进行解析，获取用户上下文相关信息（UE IP、S1-U eNode B TEID（下行 TEID）、S1-USGW TEID（上行 TEID）、eNode B-UE-S1AP-ID、MME-UE-S1AP-ID、ERB等），为用户面数据的分析处理提供信息。基于 MEC 的本地分流方案所需的上下文信息以及解析如下：

Ø  附着流程

用户开机选择驻留的小区后会发起附着流程，完成用户的鉴权、认证、IP 地址分配、承载建立等过程，如图所示

附着流程示意图

eNode B 和 MME的信令主要包括attach request（附着请求，NAS消息包含在initial UE 消息中）、initial context setup request（初始上下文建立求）以及 initial context setup response（初始上下文建立响 ）等消息。

l  initial UE（UE 初始化，包含附着请求消息 ）： 包 含 eNode B-UE-S1AP-ID 、GUTI/IMSI （IMSI 仅适用初次获取）、ECGI等内容。

l  初 始 上下 文 建 立 请 求 ： 包 含 MMEUE-S1AP-ID、eNodeB-UE-S1AP-ID、上行TEID、GUTI 等内容；

l  初始上下文建立响应：包含 MME-UES1AP-ID、eNode B-UE-S1AP-ID、下行 TEID等内容，下行teid尤为重要，下行数据封装必不可少。

将上述信令解析，并由cp单元将消息同步发送给dp单元，在dp单元建立用户会话信息表，为本地数据卸载提供信息依据。

Ø  切换流程

在基于 MEC 的本地分流方案中，由于终端用户移动，存在 3 种切换场景，如图所示，分别介绍如下。

l  切换场景一：用户从非 MEC 区域切换进入MEC 区域，即源eNode B 不在 MEC 区域，目标 eNode B 在 MEC 区域内。

l  切换场景二：用户在 MEC 区域内切换，即源 eNode B 与目标 eNode B 均在 MEC区域内。

l  切换场景三：用户从 MEC 区域切换进入非MEC 区域，即源 eNode B 在 MEC 区域，目标eNode B 在非 MEC 区域。由于用户已移出本地业务的覆盖区域，故无需关注。

切换存在 S1 切换和 X2 切换两种切换方式：

u  S1切换

S1 切换流程如图所示，主要信令信息目标 eNode B与目标 MME 间的handover request（切换请求）和 handover request acknowledge（切换请求确认）消息。

l  切换请求：包含MME-UE-S1AP-ID、目标上行 TEID、目标 ECGI 等内容。

l  切换请求确认：包含 MME-UE-S1AP-ID、eNode B-UE-S1AP-ID、目标下行 TEID、下行数据转发的目的 TEID 等内容。

S1切换流程

u  X2切换

X2切换数据不经过MEC，但是目标 eNode B 需要在MME 的控制下完成数据传输路径的切换流程，即 path switch request（路径切换请求）和 path switch request Ack（路径切换请求确认），可获取消息如下：

l  路径切换请求：包含 MME-UE-S1AP-ID、eNode B-UE-S1AP-ID、目标下行 TEID、目标 ECGI 等内容。

l  路 径 切换 请 求 确 认 ： 包 含 MME-UES1AP-ID、eNode B-UE-S1AP-ID、目标上行 TEID 等内容。

X2切换流程

场景一、场景二切换后，通过路径切换信令MEC都能获取到用户上下文信息，为数据本地卸载，数据封装提供信息依据。

数据处理，DP单元处理用户数据，分别对上下行数据进行处理：

Ø  上行用户面（S1-U）数据

MEC 平台通过将 S1-U 数据分组的 GTP 分组头去掉，分析该 IP 数据分组的目标 IP 地址、源IP 地址、协议类型以及端口等信息，根据 MEC 平台预先配置的本地分流规则（目标 IP 地址、目标 IP 地址+端口、源 IP 地址、协议类型等）进行处理。根据上行数据目标ip地址和teid匹配会话，如果查询到会话，将用户ip更新到会话表。

公网业务：MEC 平台将原 S1-U 数据分组透传给 SGW，无需处理。

本地业务：MEC 平台根据本地分流规则将本地业务 IP 数据分组转发至本地网络，完成本地业务的分流。

Ø  下行用户面（S1-U）数据

公网业务：MEC 平台将原 S1-U 数据分组透传给 eNode B，无需处理。

本地业务：MEC 平台需要查询用户会话表根据从 S1-MME接口获取的用户下行 TEID，将来自本地网络的该用户 IP 数据分组封装成下行GTP-U 数据分组发送给 eNode B，从而完成本地业务下行数据分组的发送。